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1、讨论影响共射极电流增益 的因素 出现在278表10.3 其中NB、NE为基极、发射极掺杂浓度DB、 DE为基极、发射极少子扩散系数、xB、xE 为中性基极、发射极宽度,LB为基区少子 扩散长度,Jr0、Js0为零偏复合电流和饱和 电流密度1、讨论影响共射极电流增益 的因素 xBE是BE结耗尽层宽度,nB0热平衡时基区 少子浓度1、讨论影响共射极电流增益 的因素 爱因斯坦关系: 127表5.2 记住Si材料中T=300K时典型迁移率,表 中所给出的是体内的迁移率,提问:体内的 迁移率大还是体外的迁移率大?1、讨论影响共射极电流增益 的因素 载流子在运动过程中主要受到两种散射: 电离杂质散射、声学波散射,详细可以参阅 半导体物理1232、比较多晶硅发射极晶体管 与扩散晶体管 的优越性 集成电路原理与设计66 采用常规SBC结构的双极型晶体管在发 展中遇到两个问题:一、纵向尺寸按比 例缩小时,当xjE缩小到200nm以下时 ,xjE小于发射区中少子的扩散长度,这 将导致基极电流增大,增益下降;二、 基区宽度的减少,又导致穿通现象的发 生,解决穿通问题我们一般增加基区的 掺杂浓度,但这会引起增益下降。2、比较多晶硅发射极晶体管 与扩散晶体管 的优越性 因此采用多晶硅发射极结构,因为同等 掺杂浓度下,其电流增益提高了310 倍。因此可以保证在同等增益的情况下 ,提高基区掺杂浓度,克服了穿通现象 。2、比较多晶硅发射极晶体管 与扩散晶体管 的优越性 其他优点: 一、采用多晶硅作发射极,离子注入惨 杂形成发射区时,粒子打在多晶硅上, 避免了硅表面损伤和缺陷的残生,实现 了完美注入 二、多晶硅形成良好浅结的同时还形成 了欧姆接触和发射极引线第十章作业 10.1均匀掺杂的n+n型双极晶体管,处于热平衡状态。(a)画出其能带图,(b)画出器件中的电场,(c)晶体管处于正向有源区时,重复(a)和(b)。第十章作业 10.5(a)一个双极晶体管工作于正向有源区,基极电流iB=6.0A,集电极电流iC=6.0A。计算,和iE。对于iB=50A,iC=2.65mA,重复(a)。10. 5第十章作业 10.8一个均匀掺杂的nn型硅双极晶体 管工作于正向有源区,BC结加反偏电 压3V。基区宽度为1.10m。晶体管 的掺杂浓 度为NE=1017cm3, NB=1016cm3,NC=1015cm3。(a )T=300K时,BE结电压为 何值时 ,x=0处的少子浓度是多子浓度的 10%?(b)在该偏置下,确定x=0 出的少子浓度。(c)计算中性区宽度 。复N结 N结是将同种半导体材料的N型和型 两部分紧密结合在一起,在交界处形成 一个结,即称为N结,为实现“紧密接 触”一般采用合金法、扩散法、外延生 长法和离子注入法 结的两边载流子相差悬殊会发生扩散, 形成一个N区为正,区为负的电偶极 层,产生又N区指向区的自建电场, 此电场的作用是阻止载流子进一步相互 扩散。复N结 所产生的电势差称为自建电势差,其作用是 对载流子的扩散运动形成势垒,使载流子通 过结的净流动为零,达到平衡。这个势垒的 存在使整个结构在结区形成能带弯曲,其弯 曲高度称为势垒高度,它恰恰补偿了原来两 边半导体中费米能级的高度差,使两边达到 等高的同意费米能级。 势垒高度复N结 N结总电流(肖克莱方程) 肖克莱方程是在理想N结条件下导出的, 它只是揭示了N结导电性质的基本原理。 但实际的N结与它有差异,主要是因为没 有考虑以下效应(1)表面效应(2)势垒 区中的载流子产生和复合(3)大注入效应 (4)串联电阻效应复N结复N结复N结复N结复N结复N结复N结复N结第十章作业 10.8一个均匀掺杂的nn型硅双极晶体 管工作于正向有源区,BC结加反偏电 压3V。基区宽度为1.10m。晶体管 的掺杂浓 度为NE=1017cm3, NB=1016cm3,NC=1015cm3。(a )T=300K时,BE结电压为 何值时 ,x=0处的少子浓度是多子浓度的 10%?(b)在该偏置下,确定x=0 出的少子浓度。(c)计算中性区宽度 。10. 810. 810. 810. 810. 810. 8复肖克莱方程复肖克莱方程第十章作业 10.34一个均匀掺杂 的n型硅双极晶 体管,其参数为NE=1018cm3, NB=1016cm3,NC=1015cm3。 T=300K。冶金结基区宽度为1.2 m 。DB=10cm2/s,B0=5107s。假设 基区中的少子空穴按线性分布。 VEB=0.625V。(a)计算VBC=5V, VBC=10V , VBC=15V三种情况下基 区中的空穴扩散电流密度。(b)估计 厄尔利电压 。10. 3410. 34(8.110) (214例8.7)10. 3410. 3410. 3410. 3410. 34 1. 某一晶体管,它的基区掺杂浓度从 (0)=21017/cm3 到 (WB)=21014/cm3线性变化,其 中,WB=0.4m (1)计算x=WB/2处,由于载流子浓度 梯度产生的电场强度。 (2)计算这种结构的基区Gummel数。 2. 下图给出基极某 偏置条件下Sinn 晶体管基区电子密 度分布图 (1)计算在 VBE=0.5V时,基 区电子密度梯度 dnB/dx; (2)计算集电极电流 IC; (3)在发射区靠近发 射结处,空穴电流 密度为2.410 4A/cm2,计算值 。0XB=1mnB(x)nB(0)NB=1017/cm3 AE=104cm2 DnB=18cm2/s
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